19世纪60年代以后，西方列强的侵入而带来的东西文化的碰撞日益激烈，传统封建教育的弊端也越发显露。不少有识之士纷纷提出改革教育的主张。
1862年，贡生黎庶昌请开绝学之科，1870年闽浙总督英柱等奏开算学科，1875年李鸿章建议科考加试自然、算义，1884年潘衍桐奏请开艺学科，包括制造、算学、舆图等。
19世纪60、70年代，京、津、沪等地陆续出现各种新式学堂。但此时张之洞的思想仍囿于守旧的“清流”轨道，他先后于湖北办经心书院，四川办尊经书院，山西办令德书院，其宗旨仍不脱传统陈规。
20世纪80年代以后，随着张之洞由清流党向洋务派的迅速转变，他在兴实业、练新军的过程中，时时感到通晓时务人才的极度缺乏，进而得出“中国不贫于财而贫于人才，弱于兵而弱于志气”，“人才之贫由于见闻不广，学业不实”的结论，萌发了改革传统教育的想法。
督粤期间，他已将这一想法付诸实施，创办了广东水陆师学堂，移督湖广以后，更是大举进行。十余年间，在湖北地区创立了比较完整、配套的近代教育体系。
张之洞在鄂创设的新式教育，大概有如下两点：一、书院的兴办及改制。书院是我国封建时代的重要办学形式，始于唐而兴于宋。一般由宿学名儒主持，选山林名胜之地为院址，以儒学经籍为主要研习内容，采用个别钻研、相互问答、集体讲解相结合的教学方法。当时正值清朝学制由书院式向学堂式过渡之际，张之洞创设的教育设施，也是先书院后学堂。
二、各类新学堂的创建。清末新式学堂的建立，以1862年京师同文馆为标志。洋务运动中，京、津、沪、宁、闽等地陆续开办了少量培养军事、洋务人才的学堂。但是，无论从新式学堂的数量、规模，还是从专业门类的配套，各级教育的衔接体制等方面衡量，张之洞在湖北的教育改革，都堪称后来居上，领先全国。
张之洞督鄂期间兴办的教育事业可分为三个阶段：一、1890-1896年为书院时期。主要针对当时空疏虚妄的学风，改造经心书院，创办两湖书院，同时也兴建一批新式学堂，提倡分门研究，尚实尚精。
二、1897-1900年为书院改章时期。中西学并重，在上述书院原有的经学、史学、文学之外，又加入舆地、算学、格致、体操等新科目，同时又兴建了一批专业学堂，聘请外国人任教习。
三、1902年以后为新学制时期。兴办了一系列近代学校，包括普通教育、军事教育、师范教育、实业教育等门类。同时鼓励私立学堂的开设。其办学方针废除自由研究，改为计日功课，舍空泛的理论，而为有系统、有阶段之学习。
随着各类新式学堂的开办，师资问题日显突出。张之洞“查各国中小学教员咸取材于师范学堂，故认师范学堂为教师造端之地，关系至重”。他陆续开办了一批师范学堂。
湖北师范学堂。1902年，张之洞于武昌宾阳门南开办湖北师范学堂，课程除普通中学堂所开设的诸门以外，另开设师范专业必修的教育学、教授法、学校管理法等。学额120名，学制2-3年。为应付师资急需，又设速成科，1年毕业。学堂以廪生陈毅、举人胡钧为堂长，又聘日本师范教员1人为总教习。这是我国近代教育史上最早的独立完备的师范学校。
两湖总师范学堂。1904年，张之洞拨出库平银四万三千两巨资，将两湖文高等学堂（两湖书院旧址）改为两湖总师范学堂，又设初等、高等小学堂各一附属于内，作为学生实习之处。学校规模宏大，设仁、义、礼、智、信五斋，计划招生1200名，号“千师范”，学制5年。实际招收700多名。我国著名地质学家李四光即为该学堂毕业生。
湖北师范传习所。实为简历师范，这是我国教师进修学校的开端。1904年开办，所学课程有教育学、教学法、学校管理等。
支郡师范学堂。在张之洞的倡导下，湖北各属纷纷办起新式中小学堂。不久，张之洞发现，由于合格师资力量不足，小学教育质量不高，于是令各府将所设中学学堂一律暂改为初级师范学堂，或先办速成师范，或先办师范讲习所。
1905年，张之洞又于省城开设六所支郡师范学堂，分府录取，为各地培养合格师资。
另外，张之洞还于1904年创办湖北敬节学堂，培养幼儿教师。凡是付出了辛劳，取得了实绩的先贤，都应当受到相应地的理解、尊重和纪念。就此而论，张之洞在兴办“洋务”的艰难事业中，其“书生习气”的诸般表现，就有了继续研究的意义和价值。
百年的历史烟云已暗淡了张之洞当年的风采，但是，他超拔平庸、与时俱进的见识，革故鼎新、毅然担当的胆略和精明圆熟、排难克险的才干，都留给今天的人们以思索与启迪。
癸卯学制
在清末的新政中，张之洞最大的成就是制定癸卯学制，这使他成为近代教育体系的奠基人。
张之洞身经科举制度，深知其弊端，于是他在《劝学篇》中对科举制便有了这样的批评：“救时必自变法始，变法必自变科举始。”
推行新政、办理外交、整顿吏治、编练新军、改革财政等各项活动都需要新式人才，废科举、兴学堂便是其中的重点。刚开始，清廷取消时文试帖，改试策论，停武科举，允许各地兴办学堂，但收效甚微。1903年袁世凯、张之洞一起上奏，1905年袁、张再次一同向朝廷启奏。自丙午（1906年）科为始，所有乡会试一律停止，各省岁科考试，亦即停止。清廷同意袁、张二人之请，延续了一千多年的科举制度就这样被废除了，取而代之的是癸卯学制。
癸卯学制从纵向把整个学程分为三段七级：第一段为初等教育，包括蒙养院四年，初等小学堂五年，高等小学堂四年；第二段为中等教育，包括中等学堂五年；第三段为高等教育，包括高等学堂三年，分科大学堂三至四年，通儒院五年。癸卯学制从横向与高等小学堂、中等学堂、高等学堂相对应，并列设立了师范教育和实业教育两个系统。
癸卯学制是中国第一个正式颁布并在全国范围内实际推行的新学校教育的学制，对近代中国的学校教育制度影响很大。清末、民国初年的新学校教育制度主要以此为依据。
《奏定学堂章程》规定的立学宗旨及各级各类学校具体的课程设置，进一步体现了张之洞《劝学篇》中的“中学为体，西学为用”的教育思想。《奏定学堂章程》中规定“无论何等学堂，均以忠孝为本，以中国经史之学为基，俾学生心术壹归于纯正；而后以西学沦其知识，练其艺能，务期他日成才，各适实用，以仰副国家造就通才，慎防流弊之意”。各级学校具体课程设置为：初等小学每年的必修课程每周要上课30小时，读经讲经每周就要用12小时，占全部课程的2／5；高等小学4年的必修课程每周要上课36小时，读经讲经就要用12小时，占全部课程的1／3；中学堂的必修课程要求，必须在五年内读完《孝经》、《论语》、《孟子》、《易》、《书》、《诗》、《左传》、《礼记》、《周礼》、《仪礼》十经的节选本。不难看出，这种课程安排，正是为了防止学生“离经叛道”，防止学生参加当时日益发展的革命活动，防止学生接受进步的民主思想，而使学堂教育先行“务本”、“正心”之教。当然，为了培养精通洋务的人员和加工业所需的技工，新学制中也安排了一些自然科学和实业技能的课程。
《奏定学堂章程》中的办学宗旨和具体的课程设置很明显地反映出半封建半殖民地的教育特点，中学以“忠孝为本，以中国经史之学为基”，西学以知识、艺能为主，造就为帝国主义、封建主义服务的实用的“通才”。
1903年张之洞、张百熙、荣庆合写《奏请递减科举注重学堂折》，奏折中说：“由科举未停，天下士林谓朝廷之意并未注重学堂也。”他们建议“每科递减中额三分之一”，但该制度依旧存在，成为兴办学校的障碍。1905年张之洞、袁世凯、赵尔巽、周馥、岑春煊、端方联合奏请立停科举。他们认为：“欲补救时艰，必自推广学校始，而欲推广学校，必自先停科举始。”由于大势所趋，清政府于同年8月下诏“立停科举，以广学校”。至此，在中国实行了一千三百年的科举制度终告废除。
科举制度的废除，在中国近代教育史上有重大的历史意义。它标志着封建教育制度在形式上的结束，一个新的半封建半殖民地的教育制度在形式上逐步形成。
废除科举制度后，在新的教育制度的推动下，全国学校迅速发展。据学部统计，自1903年至1909年，学校数目由719所增加到52000多所，约增加73倍，学生人数增加225倍。
洋务教育是我国历史发展的必然产物。张之洞“中学为体，西学为用”的教育思想，恰恰是当时我国半殖民地半封建社会政治、经济在教育上的反映。他的“西学为用”（《劝学篇》）、立学宗旨和各级各类学校具体课程的设置（《奏定学堂章程》）以及“废科举、兴新学”（《奏请递减科举注重学堂折》），在当时起到了进步作用，打破了封建教育制度的统治，确立了近代教育制度，客观上起到了加速封建统治解体的作用。
癸卯学制是资本主义性质的代表。因其参照了日本的教育制度，彻底打破了中国封建传统教育体系，形成了以日本模式为基础的资产阶级新的教育体系。但其本身依旧带有浓厚的封建性，主要是因为：一、办学宗旨是为封建统治阶级服务。规定无论什么样的学堂，都要把忠孝摆在首位，把中国经史之学当成基础。
二、仍然存在科举制的痕迹。如有高等小学堂、中学堂、高等学堂、分科大学堂的毕业生，都给予附生、贡生、举人、进士等各项出身的制度。
三、否定女子教育。但后来张之洞入值军机、兼管学部后，在1908年奏准创办女子师范学堂，并且制定颁布《女子师范学堂章程》和《女子小学堂章程》。自此，中国的女子教育才被国家承认。